自动控制元件部分课后题答案

1、 自动控制元件 部分课后题答案第一章直流伺服电动机1-1直流伺服电动机的电磁转矩和控制电流由什么决定？答：a：由Tem=CmIa 知电磁转矩由每极磁通量和绕组电流大小决定。b：由Tem =T0 +T2 =CmIa 控制电流由负载转矩(T2)和空载转矩(T0)大小决定。1-2当直流伺服电动机的负载转矩恒定不变时，控制电压升高将使稳态的电磁转矩、控制电流、转速发生怎样的变化？为什么？答：a：电磁转矩Tem =T0 +T2可见电磁转矩也不变。由Tem=CmIa知控制电流Ia 也不变b：知Tem 不变可见Ua 转速升高理想空载转速变大导致转速n升高。1-3已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110

2、V，额定运行时电枢电流Ia=0.4A，转速n=3600rpm，它的电枢电阻Ra=50欧姆，负载阻转矩To=15mN.m。试问该电动机额定负载转矩是多少？答：Ea= Ua- IaRa=110-0.4×50=90V Ea=Cen, Ce=0.105Cm Cm=Tem =T0 +T2=CmIaT2=CmIa-T0 =0.40.238=0.0952-15×10-3=80.2mN.m1-6当直流伺服电动机电枢电压、励磁电压不变时，如将负载转矩减少，试问此时电动机的电枢电流、电磁转矩、转速将怎样变化？并说明由原来的状态到新的稳态的物理过程。答：磁转矩Tem =T0 +T2可见T2 电磁

3、转矩也。由Tem=CmIa知控制电流Ia Ea= Ua- IaRa可见Ia 知Ea，由Ea=Cen 知Ea知n第二章 直流测速发电机2-4某直流测速发电机，其电枢电压U=50V，负载电阻RL=3000，电枢电阻Ra=180，转速n=3000rpm，求该转速下的空载输出电压Uo和输出电流Ia。Ea = Ua IaRa Ia=0.0167A Ea=50Ea =50+×180=53 空载Uo =Ea =53第三章 步进电动机3-8某五相反应式步进电动机转子有48个齿，试分析其有哪几种运行方式及对应的步距角，并画出它们的矩角特性曲线族。答: 5相单5拍ABCDEA b=1.5° T

4、emA =-Tjmaxsin(e) TemB =-Tjmaxsin(e-) TemC =-Tjmaxsin(e-) TemD =-Tjmaxsin(e-) TemE =-Tjmaxsin(e-) 5相双5拍ABBCCDDEEAAB b=1.5°TemAB=-1.62Tjmaxsin(e-) TemBC=-1.62Tjmaxsin(e-) TemCD =-1.62Tjmaxsin(e-) TemDE=-1.62Tjmaxsin(e-)TemEA =-1.62Tjmaxsin(e-) 5相10拍 AABBBCCCDDDEEEAAB b=0.75°3-10四相反应式步进电动机，转

5、子有50个齿，试计算各种运行方式的步距角。并画出其单、双拍制的矩角特性曲线族。若单相通电时的最大静态转矩为0.1N·m，试计算各种运行方式的起动转矩；并判断转子上负载为0.08N·m时哪种运行方式可使步进电动机正常运行。解a：四相单四拍步距角b=1.8°， be= ,如下图四相单四拍相邻2相矩角特性曲线交点q1转矩Temq1=TTjmaxsin=0.1×0.707=0.0707N·m0.08N·m 电机不能正常运行b:四相双四拍步距角b=1.8°,be= ，Temq1= 1.414Tjmaxsin=1.414×0.

6、0707=0.1N·m0.08N·m ，电机能正常运行 四相八拍步距角b=0.9°,be= Temq1= 1.414Tjmaxsin=1.414×0.0707=0.1N·m0.08N·m ，电机能正常运行第四章 旋转变压器4-6用正余弦旋转变压器可以构成直角坐标系旋转角的变换，接线如图题图4-1，4-2所示（见书P119）。试分析其工作原理。解：Uxs= Ussin, Uys = Uscos, Uxc= Uccos, Uyc = Ucsin, Ux= Uxs- Uxc，Uy= Uys +Uyc ，Ux= Ussin-Uccos，Uy=

7、 Uscos+Ucsin，如p点与坐标系uov相当于正余弦旋转变压器转子，当其顺时针旋转，坐标系顺uov时针旋转就会输出新的坐标（Ux 、Uy ）4-8有一只旋变发送机XF和一只旋变变压器XB定子绕组对应联接作控制式运行，如题图4-3所示（见书P119），已知：图中的1=15°°，2=10°°，试求：（1） 旋变变压器转子的输出绕组的协调位置XT；解:协调位置XT在转子逆时针旋转95° （2） 失调角r。 r=-1- (90-2)=-95°第五章 自整角机5-4三台自整角机如题图5-1所示（见书P147）接线。中间一台为力矩式差动接收

8、机，左右两台为力矩式发送机，试问：当左右边两台发送机分别转过2、1角度时，中间的接收机将转过的角度与2和1之间是什么关系？解：r=21 ,21>0则顺时针转动21=0则不动21<0则逆时针转动5-6某力矩式自整角机接线如题图5-3所示（见书P148）（1） 画出接收机转子所受的转矩方向：解：收机转子所受的转矩方向是逆时针方向（2） 画出接收机的协调位置；解：接收机转子逆时针旋转转角度：(15-35= -20°)（3） 求失调角。解：r=12=15° -35°=-20°5-7对于题图5-4所示（见书P148）自整角测量线路，CX为自整角发送机，CT为自整角变压器，它们的转子的转角分别为1和2。画出三相绕组合成磁场轴线的位置，并写出输出电势的有效值Eo和转角1、2的关系式。（1） 合成磁场轴线的位置：6-8 交流伺服电动机的控制方法有几种？幅值控制转速变化的物理过程如何？答: 控制方法：幅值控制、相位控制、幅相控制幅值控制就是将励磁绕组加上恒定的额定励磁电压Ujc，并保持励磁电压和控制电压的相位差90°不变，改变控制电压的大小，以实现对伺服电动机转速的控制。负载不变时，改变控制电压